东部发达城市智慧水务建设探析
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作者:吴宇桐 包鑫如
摘要：在互聯网技术飞速发展，于各传统行业运用的建设大背景下，“智慧水务”的构想应运而生。结合当前水务发展遇到的实际问题和国家战略部署阐述了智慧水务的建设。最后提出应落实发展信息技术，加快技术融合，为智慧城市的建设添砖加瓦。
关键词：智慧水务;智能水网;水利信息化
中图分类号：X321 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）04-0-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.142
Abstract：With the rapid development of Internet technology and the construction of traditional industries，the concept of “smart water services” has emerged.Based on the actual problems encountered in the current development of water affairs and the national strategic deployment， the construction of smart water affairs was expounded.Finally，it is proposed that the development of information technology should be implemented， technology integration should be accelerated， and the construction of smart cities be added.
Key words：Smart water affairs;Smart water network;Water conservancy informatization
为解决我国城市化进程中暴露的水资源紧缺、水环境破坏等问题，为减轻水务工作者实地监测的任务，“智慧水务”的构想应运而生。传统水务行业指由原水、供水、节水、排水、污水处理及水资源回收利用等构成的产业链。智慧水务建设则将充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用，以新信息技术应用带动水务信息化技术水平的全面提升，以重点应用系统建设带动信息化建设效益的发挥，为水务管理的精细化、智慧化提供信息化技术支撑，有望成为解决城市水资源问题的重要途径。[1]
1 智慧水务国内外研究现状
当前，以物联网、移动互联网、智能技术为代表的新一代信息技术正在带来第三次信息技术革命，信息技术正在与城市基础设施相融合。智慧水务作为智慧城市的重要组成部分，是体现城市管理智能化水平的重要标志之一。水务事业智慧化的发展可有效优化城市运行资源配置、提升政府职能、完善公共服务。[2]
美国加州供水公司借助智能水表，收集利用用户用水数据，对其进行大数据分析，智能调配水资源，实现了年节水幅度达5%。美国IBM企业则借助物联网技术分析改善水质，科学进行水分配，提升水行业运营效率，实现智慧水资源管理。韩国KICT专家推行的区域化智能水网建设提高了城市供水效率以及解决了区域水资源分布不均等问题。
我国国内智慧水务起步较晚，发展速度较快。2006年，住建部在《建设事业“十一五”规划纲要》中明确指出，要研究推广应用信息化关键技术，推进GIS、GPS和RS集成应用技术的研究开发，提高市政公用事业管理和服务的信息化水平首次在国家层面上提出了引导和促进智慧城市健康发展。2012年，国务院发布《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，严格实行用水总量控制，城市水务管理进入公众视野。目前，智慧水务建设是根据各大城市各自的水资源特点及面临的问题进行不同方向的研究，例如南方城市较多研究城市防洪排涝过程及水生态保护，北方城市则更多关注提高水资源的重复利用率。
2 智慧水务建设面临的问题
2.1 水问题日趋严峻
我国城市水灾害包括城市内涝灾害、水污染灾害和干旱灾害、水循环利用灾害等。由于我国地理跨度大，各地水灾害发生原因及特征各不相同。根据资料，从2011～2013年，全国有超过360个城市遭遇内涝。其中，约60个城市单次内涝淹水时间超过12h，积淹深度超过0.5m。北京、成都等城市发生造成严重伤亡的城市内涝灾害。到目前，我国70%城市排水系统设计暴雨重现期仍小于1a，集水排放仍是大部分城市应对城市积淹的办法。与此同时，全国却有1100多座城市严重缺水。[3]
城市水资源分配不均也急需有效的解决办法。城市日常生活用水具有较大的不确定性，通过自来水厂及给水管网很难做到对整个城市各个地区的准确调控，从而导致水资源得不到有效利用或造成水资源浪费等问题。
随着城市化深度进行，城市地区水问题成为制约城市发展的重要因素。预防水灾害方面，人们对于优良居住条件变得愈发重视。水资源利用方面，水资源自然循环周期长，短时间内不可再生，具有有限性。城市水务管理成本持续上升，政府管理部门、企业等希望利用新兴技术来对水务运营进行有效管理。
2.2 水务行业智能化发展不协调
进入21世纪以来，信息技术发展迅速。物联网、移动互联网、智能技术与各行业深度融合。智能电网、智能交通等智能服务业发挥了较大作用。手机应用提供了广阔而方便的操作平台。但水务智能化发展缓慢，水务信息化方向人才稀缺，与水资源在城市发展中的支撑作用不协调。
2.3 数据处理问题
以南京市防汛抗旱综合系统为例，该系统建立基于南京市政府信息中心提供的云计算平台，其建立时间为2015年，与南京市水务局挂牌成立时间相当。在此之前，南京市防办信息系统与城区防办业务应用相互独立，信息数据互不相通，且旧系统型号太老，宕机事件时有发生，造成资料不全，水雨情数据连续性遭到破坏。[4] 此外，水管理需要在智慧城市框架下，与其他城市管理部门相适应，充分发挥数据价值，避免被动服务，避免数据孤岛问题，加快与新兴技术融合，提高城市的整体服务能力。
2.4 认知偏差
智慧水务命题提出于智慧城市的大背景下，其根本是服务于人民，方便水务管理。智慧水务的建设依赖于信息技术的发展，但其本质仍是由原水、供水、节水、排水、污水处理及水资源回收利用等构成的产业链。过于追求信息技术而忽视传统水务行业工作易导致城市建设南辕北辙，脱离实际。
3 典型城市智慧水务建设方案
3.1 北京“4511”水务信息化综合体系
“4511”即“防汛、水资源、水环境和水生态管理”四大监测体系，“洪水控制体系、水源控制体系、城市供水控制体系、城市排水控制体系、生态河湖控制体系”五大控制体系、一个水务数据中心、一个业务应用体系。通过对现有系统进行升级，基于SOA技术架构，对不同的业务进行区别开发。该体系分为两大业务，“决策指挥”和“公共业务”，其中“决策指挥”包括“水务信息监测与服务”和“水务工程建设与管理”。其预期效果为建成以水务局为核心的市水务信息系统，减轻基层监控负担，实现北京市涉水事务控制自动化，管理协同化，决策科学化，服务主动化。[5]
3.2 南京防汛防旱综合信息系统“两台一库”建设
该系统基于南京市政府服务云信息平台，接入南京市“智慧水务”系统，采用面向服务的SOA架构体系，遵循“两个平台，一个数据库”框架，包括业务应用层，应用支撑层，数据层和数据采集层。其交互界面分为“综合信息显示模块”和“业务管理模块”。系统通过大数据分析、集成，对城市水资源管理、水利工程管理、水务水行政、农村水利等进行数据支撑，联合市水文局，防办，供水处，收集气象水情资料。该系统还开发相关手机应用，方便日常数据查询。同时注重数据安全性，保障系统安全运行，为“智慧水务”和“智慧南京”的建设提供信息资料。[4]
3.3 上海智慧水网建设
上海市作为特大城市，其水务部门职能偏重于保障水系统安全，包括水量的平稳供给，水质的保障，城市防洪防涝等。在此背景下，上海提出了建设“智能水网”的口号，通过信息技术来提高水务精细化管理水平。“智能水网”是建设“智慧城市”的重要组成，其下包括有“智慧河网”系统，用于监测水质，面向公众提供监督举报平台，对口“河长制”建立服务体系和决策体系。“智能供水”系统，对城市供水过程进行跟踪监控，对水资源分配调度进行精细化管理。“智能防汛”系统，建立应急响应机制，做到提前预报，灾后智能调度。“智能水网”预期基于行政改革体系和水务管理部门需要，顺应行业趋势，建立上海水务大数据中心，以满足人民高质量生活水平的需求，实现可持续发展。[6]
3.4 广州水务数据中心
为解决广州市水务行业数据分散问题，广州水务数据中心作为解决方案被提出。其建设目标为“四个面向”，即“面向广州市水务局电子政务建设;面向全市水务信息资源集中与规范管理;面向支持水务系统和各级政府部门的信息共享和业务协同;面向服务社会公众的查询”，其数据架构分为“基础层、数据源层、数据管理层、业务应用层和门户层”等五个层次。综合来看，广州市水务数据中心整合了地区水务数据，实现了水务数据共享，提高了政府服务水平。[7]
4 建议与对策
4.1 落实发展信息技术
信息技术为智慧水务建设提供良好的信息化服务，这种新的信息化数据处理模式具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力。智慧水务建设要充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用，全面提升水务信息化技术服务水平，为水务管理的精细化、智慧化管理提供技术支撑，从而取得环境与社会效益，更好地服务民生。
4.2 加快信息融合
智慧水务的建设往往是多种因素相互作用的结果，通过信息化平台的整合，逐步突破经验与认知的局限性，改善整体水务建设的科學性。依靠大数据平台全面利用数据挖掘、人工智能等技术加快智慧水务建设。智慧水务与城市发展与建设的有机融合，建立涉水行政、民生的公共服务等，实现水务信息资源共建共享，让社会公众体验到智慧水务的方便、快捷以及人性化，为国家方针政策的决断提供可靠的依据。
5 结论
随着全球气候逐渐恶劣，城市生活环境不断恶化，水务管理将成为城市环境治理的重要内容。现代信息技术飞速发展，物联网、移动技术等为政务部门提供了广阔的发展空间。从北京、南京、上海和广州的智慧水务建设上看，数据库的应用以及大数据分析是其主要组成。其采用的基础框架大多相似，代表着“智慧水务”信息框架样板大致确立，为今后全国水务信息中心的建设做铺垫。然而，如何将电脑中的数据理论分析切实结合到水务实际管理上来，又是一个难题，需要着一代代水务人为之探索、奋斗。
参考文献
[1]杨惠.“互联网+”时代智慧水务的建设与发展研究[J].信息通信，2018（03）：265-266.
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[3]王建平.海绵城市建设与城市水污染治理职责——以我国《环境保护法》第2条效用性为视角[J].江苏大学学报（社会科学版），2015，17（05）：66-70.
[4]温少林，杨菲菲，胡阳，等.南京智慧水务的实现——防汛防旱综合信息系统的设计开发[J].江苏水利，2018（02）：60-63+66.
[5]张小娟，唐锚，刘梅，等.北京市智慧水务建设构想[J].水利信息化，2014（01）：64-68.
[6]胡传廉.从“数字水务”奔向“智慧水网”——上海市水务信息化建设探讨[J].长江技术经济，2018，2（03）：75-78.
[7]张琳.水务数据中心建设研究[J].地理信息世界，2012，10（04）：58-60+71.
收稿日期：2020-03-02
作者简介：吴宇桐（1997-），男，汉族，本科学历，研究方向为水务工程。
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